JPH03183036A - 情報記録媒体，情報の記録再生方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

レーザビーム等のエネルギービームを用いて。 コンピュータ用のコードデータや画像情報あるいは音楽
情報２等の記録と再生を行う情報記録媒体。 情報の記録再生方法、およびその装置に関する。

【従来の技術】

エネルギービームを用いて情報の記録と再生を行う情報
記録媒体として２例えば、エネルギービームとして、レ
ーザ光を用いる光ディスクが実用化されている。 これらの情報記録媒体では、記録媒体上にエネルギービ
ームを照射し、光学的に読み取り可能な記録ピットを形
成することによって情報の記録が行われる。 例えば、（１）ＢｉやＴｅのような低融点金属膜に、溶
融や蒸発により穴を形成する穴あけ記録型、（２）結晶
化あるいは非晶質化等の相変化を利用する相変化記録型
、（３）２種類の薄膜を積層しておき１層間拡散を生じ
させる合金化記録型。 等が知られている。いずれも、エネルギービームの照射
により記録膜面の微小領域を昇温させ、所菫の変化を生
じさせるものである。また、（４）特定の波長のエネル
ギービームを吸収し、光学的変化を生じる有機色素膜を
用いるものもある。 情報の再生は、穴あけや相変化７合金化等によって形成
された記録ピット部に生じた光学定数の変化を用いる。 例えば、記録ピット部分と未記録部分では透過や反射の
光量変化等が生じるので。 これを検出して行う。 ところで、コンピュータ等の情報機器の高機能化に伴い
、さらに大量の情報を高密度かつ高速に記録再生できる
情報記録媒体、情報の記録再生方法およびその装置が望
まれている。 そこで、従来−層であった記録膜を多層化した記録媒体
や、多重記録や多値記録を行う方法が提案されている。 例えば、吸収層と透過層を多層積層した記録膜を用いて
多重記録を行う方法がある。これは、特開昭５９−２１
０５４３号に記載されているように、記録膜中にレーザ
光を透過する暦とレーザ光を吸収する層を交互に配置し
、レーザ光の焦点距離を変えて、それぞれの吸収層を独
立に記録再生するものである。多重記録により、記録媒
体を高密度化することができる。 また２組成の異なる層を多層積層した記録膜を用い１合
金結晶化と非晶質化を生じさせる方法がある。これは、
特開昭６２−２０４４４．２号に記載があるように９例
えばＧｅ層とＴｅＪｉを積層した記録膜を用い、初期の
多層状態から合金結晶化や合金非晶質化の相変化を生じ
た場合と９合金結晶化あるいは合金非晶質化のいずれか
の相変化を生じた状態から他方の相変化を生じた状態で
は。 反射率が異なることを用い、消去不能な情報の記録と、
消去可能な情報の記録の両方を行うものである。 また、３種類以上の異なる結晶状態により多値記録を行
う方法がある。これは、特開昭６３−１５３７３７号に
記載されているように、それぞれの結晶状態に応じて異
なる反射率を有する記録膜を用いる。それぞれの反射率
に異なる情報を対応させることにより、多値情報を記録
再生できる。 したがって、記録媒体を高密度化することができる。

【発明が解決しようとする課題】

上記従来技術では、情報の記録再生時に、多層記録膜中
で生じるエネルギービームの多重干渉効果を有効に利用
する方法について、全く配慮されていなかった。そのた
め２次のような問題があった。 １、従来の情報記録媒体の例では、再生信号の変調度が
小さく、また、中間的な変化状態の記録ピットを制御性
よく形成することができないので。 多値記録やアナログ記録を行うことが困難であるという
問題があった。 ２、上記多重記録の従来例では、同じ波長のエネルギー
ビームを吸収する吸収層の間隔は、エネルギービームの
焦点深度以上の大きさにする必要があった。一般に、吸
収層の間隔は数μｍ必要である。したがって、記録膜全
体の膜厚が厚くなり。 記録媒体の製造工程に時間がかかるという問題があった
。また、蒸着やスパッタリング、等の量産に適した製造
方法を使うためには、透過層を蒸着速度の速い有機物に
限定しなければならないという問題があった。 また、複数の波長のエネルギービームを用い。 その焦点深度内に特性吸収波長の異なる複数の吸収層を
設ける場合には、それぞれ吸収層は他の吸収層の特性吸
収波長のエネルギービームを透過するように、吸収層の
材料の組を選ぶ必要があり。 記録膜の材料が特定の有機物に限定されるという問題が
あった。 また、エネルギービームの焦点位置を変えるためには、
波長の異なる複数のレーザ光源を用いたり、あるいは開
口数の異なる複数の焦点レンズを用いる必要があるため
、記録再生装置が複雑になるという問題があった。 ３、多層記録膜を用いて１合金結晶化と非晶質化で記録
を行う従来例では９組成の異なる層のそれぞれの組成と
膜厚比は、それぞれの層が加熱により容易に合金となり
、結晶化や非晶質化を生じるように選ぶ必要があった。 ４、異なる結晶構造に対応する異なる反射率を用いて多
値記録を行う従来例では、生じさせることが可能な結晶
構造の種類は、記録膜の組成により限られているという
問題があった。 本発明の目的は、多値記録やアナログ記録に適した情報
記録媒体、情報の記録再生方法およびその装置を提供す
ることにある。

【課題を解決するための手段】

本発明は、上記目的を達成するために、以下の手段を講
じた。 １、エネルギービームを照射することによって情報の記
録再生を行う情報記録媒体において、該エネルギービー
ムの焦点深度内の膜厚方向の異なる位置に、エネルギー
ビーム吸収層を２Ｍ以上設け、該エネルギービーム吸収
層のそれぞれの吸収に応じて情報を記録するよう構成し
た記録膜を用いることとした。ここでエネルギービーム
の焦点深度とは、照射したエネルギービームの収束径が
大きく変化せず、記録膜中で吸収が生じない場合。 単位面積を通過するエネルギーが実効的に減少しないエ
ネルギービームの進行方向の距離である。 例えば、波長λのエネルギービームと開口数ＮＡの焦点
レンズを用いてエネルギービームを収束する場合、焦点
深度１ｉλ／（ＮＡ）”と見積もることができる。また
、ここでエネルギービーム吸収層とは、エネルギービー
ムを吸収し、記録膜の光学的変化を生じさせる層である
。 エネルギービーム吸収層だけを２層以上設ける場合は、
屈折率の異なる吸収層を設ける。これによって、記録膜
にエネルギービームを照射したとき、記録膜中にエネル
ギービームの多重干渉を生じさせることができる。エネ
ルギービーム吸収層以外の層を追加して設ける場合は、
それぞれの吸収層の屈折率は、同じでもよいし、異なっ
てもよし）。 ２、エネルギービームを照射することによって情報の記
録再生を行う情報記録媒体において、エネルギービーム
の焦点深度内に、エネルギービーム吸収層を２層以上設
け、それぞれのエネルギービーム吸収層の間にエネルギ
ービーム透過層を設けた構成の記録膜を用いることとし
た。 エネルギービームの焦点深度とエネルギービーム吸収層
の定義は、上記手段第１項と同じである。 それぞれのエネルギービーム吸収層の間にエネルギービ
ーム透過層を設けることにより、エネルギービーム吸収
層の間隔を大きくしても、エネルギービームのエネルギ
ーは大きく減少しないで次のエネルギービーム吸収層に
達する。したがって。 エネルギービーム吸収層を多層設けることができる利点
がある。 ３、上記第２項の手段において、エネルギービームの入
射側か、あるいはエネルギービームの入射側と逆の側の
少なくとも一方に、エネルギービーム透過層を設けるこ
ととした。 記録媒体の反射率を所望の値に調整する必要がある場合
、あるいはエネルギー吸収層とエネルギー透過層が相互
拡散等の反応を起こして光学的変化を生じる場合には、
これらのエネルギー透過層を設けることが望ましい。ま
た、このような透過層を加えると、情報記録媒体の製造
時や取扱時に吸収層を保護できる利点がある。 ４、上記第２項の手段において、隣りあうエネルギー吸
収層のエネルギー吸収率が異なるように。 エネルギービーム吸収層を記録膜の膜厚方向の位置に配
置することとした。あるいは、隣りあうエネルギー吸収
層のエネルギー吸収率が異なるように、エネルギービー
ム吸収層の膜厚を設定することとした。膜厚の設定は、
吸収率を高く設定した吸収層の厚さを厚く、吸収率を低
く設定した吸収層の厚さを薄くする。あるいは、吸収層
の位置および吸収層の厚さの両方を上述のように設定す
ることとした。 ５、上記第２項の手段において、融点または結晶化温度
の異なる複数のエネルギー吸収層を設けることとした。 この手段は、ビーム久ボット径より小さな記録ピットを
形成する場合、および多値記録を行う場合に特に利点が
ある。 ６、上記第２項の手段において、記録膜のエネルギービ
ームの入射側と反対側に、エネルギービーム反射層を設
けることとした。 エネルギービーム反射層としては４例えば。 Ａ　Ｑｔ　Ａ　ｕ　ｔ　Ｐ　ｔ　＋等の反射率の高い金
属膜や。 これらの合金膜を用いることが望ましい。またこの場合
には、吸収層の熱が反射層へ逃げるのを防ぐために２反
射層と吸収層の間に透過層を設けることが望ましい。こ
の手段は、エネルギービームが記録膜を透過して、記録
感度を下げたり、再生変調度を減少させるのを防ぐ利点
がある。 また、エネルギービーム反射層を設けると、記録膜中で
生じるエネルギービームの多重干渉効果を大きくシ、再
生信号変調度を増加したり、記録媒体の反射率を所望の
値に調節できる利点がある。 ７、上記第２項の手段において、−入射エネルギービー
ムの波長をλ、エネルギービーム吸収層の間に設けるエ
ネルギービーム透過層の屈折率をｎとしたとき、該エネ
ルギービーム透過層の厚さｄを、λ／（４ｎ）≦ｄ≦２
λ／ｎとした。ｄがλ／（４ｎ）より小さいと、吸収層
を熱的に分離することができないので好ましくない。ま
た、ｄが２λ／ｎより大きいと、記録膜の膜厚が厚くな
りすぎ。 製造工程に時間がかかるので好ましくない。 さらに望ましい該エネルギービーム透過層の厚さｄは、
λ／（４ｎ、）≦ｄ≦λ／ｎの範囲である。 ただし９例えば、基板と吸収層の間、あるいは吸収層と
反射層の間に設けられる透過層の厚さはこのかぎりでは
ない。 なお、上記第１項、第２項、第３項、第４項。 第５項、第６項、および第７項の手段において述べたそ
れぞれの透過層と吸収層（および反射層）の最適な膜厚
は、記録および再生に用いるエネルギービームの波長と
、それぞれの透過層と吸収層（および反射Ｍ）の光学定
数（複素屈折率、ｎ−１ｋ）を用いた光学計算から必要
に応じて求めることができる。 ８、エネルギービーム吸収層を２層以上設け。 それぞれの該エネルギービーム吸収層と該エネルギービ
ーム吸収層との間にエネルギービーム透過層を設けた情
報記録媒体に、エネルギービームを照射することによっ
て情報の記録再生を行う方法において、該エネルギービ
ームのパワーの異なる値、あるいはパルス波形の異なる
形状の少なくとも一方に対応させて、情報の記録を行う
こととした。ここで、エネルギービームのパルス波形の
異なる形状とは、照射時間の異なるパルスや９時間的に
パワーレベルの変化のさせ方の異なるパルスをさす。 また、この手段は、必ずしも一つのエネルギービームを
用いて達成する必要はなく、複数のエネルギービームの
組合せで、達成してもよい。複数のエネルギービームを
用いる方法は、低いパワーのエネルギービームを用いる
ことができるという利点がある。また、複数のパルス波
形を組み合わせて記録を行う方法も好適に用いられる。 ９、上記第８項の手段において、エネルギービームのパ
ワーの異なる値、あるいはパルス波形の異なる形状の少
なくとも一方に対応させて、記録膜の膜厚方向の異なる
位置に、変化を生じさせることとした。 例えば、記録ビームパワーの低い条件では、第１の吸収
層で合金化を生じ、記録ビームパワーの高い条件では、
第２の吸収層で合金化を生じさせる。 １０、上記第８項の手段において、エネルギービームの
パワーの異なる値、あるいはパルス波形の異なる形状の
少なくとも一方に対応させて、記録膜の異なる変化を生
じさせることとした。 例えば、上記情報記録媒体において、記録ピットを形成
する方法として１合金化と相変化の両方の反応モードを
用いる。例えば、記録ビームパワーの低い条件では９合
金化を生じ、記録ビームパワーの高い条件では、非晶質
化を生じさせる。 なお、記録ピットを形成するための反応モードは特に限
定されるものではないが２例えば、透過層と吸収層で相
互拡散が生じ、いわゆる合金型の反応が好適に用いられ
る。あるいは、透過層または吸収層で非晶質化や結晶化
等の相変化が起こるものでもよい。ただし、　ＲＡＷ　
（Ｒｅａｄ　ａｆｔｅｒＷｒｉｔｅ）を行うために、結
晶化より反応速度の速い非晶質化を用いることが望まし
い。 また、上記の相互拡散と相変化は必ずしも明確に分離さ
れるものではない。相変化の速度は記録膜の組成に大き
く依存することが知られており。 相互拡散により相変化反応をより容易に生じさせること
ができる。相互拡散と相変化が同時に起こる反応モード
であっても良い。 １１、上記第８項の手段において、再生信号のとりうる
レベルをの３つ以上の異なる範囲に分け。 情報の３つ以上の値にそれぞれ対応させて、情報の再生
を行うこととした。 再生信号レベルの３つ以上の異なる範囲とは。 例えば１次のようにして決める。まず、第１の基準レベ
ルを決め９次に第１の基準レベルより高い第２の基準レ
ベルを決める。第１の基準レベルより低い範囲を第１の
範囲、第１の基準レベルより高く、第２の基準レベルよ
り低い範囲を第２の範囲、第２の基準レベルより高い範
囲を第３の範囲とする。そして１例えば、再生信号のレ
ベルが第１、の範囲にあるときは′Ｏ′、第２の範囲に
あるときは゛１′、第３の範囲にあるときば′２′とし
て、情報の再生を行う。 １２、上記第８項の手段において、再生信号のとりうる
信号波形を３つ以上の型に分け、情報の３つ以上の値に
それぞれ対応させて情報の再生を行うこととした。 再生信号波形の型とは９例えば２次のようにして決める
。まず、再生信号の基準レベルを決める。 次に再生信号のレベルの変化を所定時間観察し。 基準レベルから低いレベルへ変化する波形を第１の型２
基準レベルから高いレベルへ変化する波形を第２の型、
基準レベルから一度低いレベルへ変化し７次に基準レベ
ルより高いレベルへ変化する波形を第３の型、基準レベ
ルから一度高いレベルへ変化し２次に基準レベルより低
いレベルへ変化する波形を第４の型、とする。そして１
例えば。 再生信号の波形が第１の型のときは゛０′、第２の型の
ときは′１′、第３の型のときは′２′第４の型のとき
ｉ±１３′、として、情報の再生を行う。 １３、エネルギービーム吸収層を２層以上設け。 それぞれの該エネルギービーム吸収層と該エネルギービ
ーム吸収層との間にエネルギービーム透過層を設けた情
報記録媒体に、エネルギービームを照射することによっ
て情報の記録再生を行う装置において、記録信号を符号
化する手段と、照射エネルギービームを翻動する手段を
備えることとした。 １４、上記第１３項の手段において、再生信号のレベル
判定を行う手段、再生信号のレベル判定のためのタイミ
ングを発生する手段、再生信号を複合化する手段を備え
た装置用いて、多値情報の再生を行うこととした。 上記第１３項と第１４項の手段を用いると、従来の記録
再生装置やその他の機器と互換性が取りやすいので、ユ
ーザーが使いやすいという利点がある。 透過層および吸収層の材料は特に限定されるものではな
いがｒ　Ｔ　ｅ　ｇ　Ｓ　ｅ　ｙ　Ｇ　ｅ　ＨＢ　ｘ　
ｇ　Ａ　ｓ　。 Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、等のカルコゲン元素や半金属。 あるいはこれらの合金が好適に用いられる。カルコゲン
元素や半金属の合金としては、　Ｓｂ２Ｓｅ３゜Ｓ　ｂ
、Ｔｅ３．　Ａｓ２５ｅａ、　ＴｅＳｅ、、　Ｂｉ２Ｔ
ｅ３を等がある。これらの合金を蒸着やスパッタリング
で作製する場合には、必ずしもここに示したような化学
両輪組成である必要はない。また、３元以上の合金であ
ってもよい。これらの材料は、熱伝導率が低く、比較的
融点が低いので好適に用いられる。 また、この他に透過層としてはｐ　５ＩＯｚｚＳ１３Ｎ
＊ｔＡＱ’Ｎ、Ｚｒ０ｚ等の酸化物や窒化物を用いるこ
ともできる。透過層の消衰係数にの値は、０．５以下で
あればよいが、０．１以下であることが望ましい。吸収
層のｋの値は、１以上であればよいが。 ３以上６以下であることが望ましい。吸収層のｋの値が
小さいとエネルギービームの吸収が行われない。またｋ
の値が多きすぎると、エネルギービームが透過しにくく
なり、吸収層を多層設けることが困難となる。 また、透過層および吸収層はエネルギービーム照射によ
り記録ピット形成が可能な組合せであればよい。

【作用１ エネルギービームの焦点深度内に、吸収層を２層以上設
け、それぞれの吸収層の間に透過層を設けた構成の記録
膜に、エネルギービーム照射すると、ビームの多重干渉
効果が生じ、記録膜中の膜厚方向にエネルギー吸収率の
分布が生じる。 ここで、実施例１の第１図を用いて簡単に説明する。第
１図の（１）は本発明になる情報記録媒体の縦断面図の
例である。第↓図（２）と（３）の＃Ｘ軸は記録膜のビ
ーム入射側表面からの膜厚方向の位置、横軸は、単位体
積あたりのエネルギー吸収率を示す、エネルギービーム
を照射したときの各吸収層における変化は、エネルギー
吸収量に依存して生じる。例えば昇温により反応が起き
る場合、吸収率は発熱量と考えてよいので、第）図の（
２）と（３）では、吸収率の高い屑から先に反応が生じ
る。したがって、ある場合は、吸収層により２反応の度
合いが異なる結果となる。またある場合は、一方の吸収
層だけが反応を生じる結果となる。したがって、多値記
録やアナログ記録で必要となる。中間的な状態を、制御
性よく記録することが可能となる。吸収層や透過層がさ
らに多い場合も、同様の効果が期待できる。 なお、この構成において、エネルギービーム吸収層はエ
ネルギービーム透過層によって分離されている。したが
って、記録エネルギービームを入射したときに、それぞ
れの吸収層間で熱的干渉を防ぐことができる。 また、記録媒体すこエネルギービームを照射したときの
エネルギービームの膜厚方向での吸収率の分布が制御で
きるので、光学定数の変化する位置を、再生信号の変調
度が最も大きくなるように設定できる。 また２反射層を設けることによって、エネルギービーム
が記録膜を透過するのを防ぐことができる。したがって
、記録感度が低下したり、多重干渉効果が小さくなるこ
とがない。また、吸収層と反射層の間に透過層を設ける
と、熱伝導のよい金属反射層を用いた場合にも、吸収層
の熱が反射層に直接逃げないので、記録感度が低下する
ことがない。 また、形成した記録ピットに再生ビームを照射した場合
、記録膜表面の反射率変化だけでなく。 位相の変化が生じる効果も加わるので、記録ピット径が
再生ビーム径より小さい場合にも、記録ピット内からの
反射ビームと、記録ピット外からの反射ビームが干渉し
、大きな信号変調度が得られる。 【実施例】 （実施例１） まず、第１図に示す情報記録媒体の設計方法について具
体的に述べる。 基板１上に第１吸収層２／中間透過層３／第２吸収層４
を順に積層した構成の情報記録媒体を光学計算により設
計した。基板にはポリカーボネート基板、第１吸収層と
第２吸収層にはＢｉ層、中間透過層にはＳ　ｂ、　Ｓ　
ｅ、層を用いた。また、ここでは、エネルギービームは
基板側から照射するものとする。 第２図に、第１吸収層と第２吸収層の膜厚を１０ｎｍと
一定にして、光学計算を行った結果を示す。基板の複素
屈折率は１．５６−０．０ｉ。 Ｂｉ層と５ｂＺＳｅ［の複素屈折率はそれぞれ２．３−
４．９　ｉと３．７−０．０６ｉ、エネルギービームの
波長は８３０ｎｍを用いた。第１吸収層のエネルギー吸
収率５と、第２吸収層のエネルギー吸収率６は、中間透
過層の膜厚に依存して、第２図に示すように変化する。 これを利用すれば。 第１吸収層の吸収率を第２吸収層の吸収率より大きく設
定したり、逆に小さく設定することが可能である。 すなわち、中間透過層の膜厚をａで示す値７（７０ｎｍ
）に選べば、第１吸収層の吸収率と第２吸収層の吸収率
の比は、１：２とＡす、ｂで示す値８　（１３０ｎｍ）
に選べば、１．５：１となる。これは、第１図の（３）
と（２）にそれぞれ対応する。なお、上の説明では中間
透過層の膜厚を変えたが、中間透過層の膜厚ば一定にし
て、中間透過層の複素屈折率を変化させても、同様の制
御が可能である。中間層の複素屈折率は９作製条件を変
えることによって変化させてもよいし１組成を変えるこ
とによって変化させてもよい。 （実施例２） 次に、実施例１の情報記録媒体の吸収層のエネルギービ
ーム入射側やその逆の側に透過層を追加して設ける場合
の設計方法について具体的に述べる。ここでは、エネル
ギービームは基板側から照射するものとする。 入射側の透過層として、上と同じＳｂ、Ｓｓ□層を。 第１図の基板１と第１吸収Ｎ２の間に設けた。また、中
間透過層の膜厚は７０ｎｍとした。第３図に、第１吸収
層のエネルギー吸収率５と、第２吸収層のエネルギー吸
収＄６．および記録膜の反射率９の変化を、入射側に設
けた透過層の膜厚に対して示す。第１吸収層の吸収率と
、第２吸収層の吸収率の比は、はぼ一定であるが、記録
膜の反射率は０％から４６％まで変化する。すなわち、
入射側に設けた透過層の膜厚を調整することによって、
記録膜の反射率を制御することが可能である。 なお、実際に観測される記録媒体の反射率は、この記録
膜の反射率にポリカーボネート基板表面からの反射率４
％を加えた値となる。 同様に、入射側と逆の側に透過層を設けた場合の結果を
、第４図に示す。入射側と逆の側の透過層として、上と
同じＳ　ｂ２Ｓ　ｅ、層を、第１図の第２吸収Ｍ４の上
に設けた。また、中間透過層の膜厚は７０ｎｍとした。 第４図から、入射側と逆の側の透過層の膜厚を１６０ｎ
ｍとすると、第１吸収層の吸収率と第２吸収層の吸収率
の比は、１ニアとなるので、第１吸収層の吸収率と第２
吸収層の吸収率の比を実施例１で示した値よりさらに大
きくできることがわかる。 このように、吸収層のエネルギービーム入射側やその逆
の側に透過層を追加して設けると、吸収層の吸収率の比
とは独立に反射率を制御したり。 吸収層間の吸収率の比を大きくすることができる。 なお、吸収層のエネルギービーム入射側とその逆の側の
両方に透過層を追加して設けてもより）。 また、吸収層のエネルギービーム入射と逆の側に反射層
や、透過層と反射層の組を設けた場合むこも、同様の効
果がある。特に２反射膜を設けると。 エネルギービームが記録膜を透過するのを防ぐので、記
録感度が低下することがない。すなわち。 照射したエネルギービームは、吸収と反射に効率良く使
用することができる。 また、各吸収層の膜厚を変化させても、吸収層の吸収率
の比を制御できる。この場合、吸収率を高く設定する吸
収層の厚さを厚く、吸収率を低く設定する吸収層の厚さ
を薄くする。また、吸収層の膜厚が厚いと発生した熱が
隣接する透過層に拡散するのに時間を要するため、温度
上昇が大きく。 一方、吸収層の膜厚が薄いと発生した熱がすぐに隣接す
る透過層に拡散してしまうので温度上昇が小さくなる効
果もある。 以上、エネルギー吸収層が２層あるの場合について述べ
たが、吸収層が３層以上ある情報記録媒体についても、
同様に設計できる。 （実施例３） 次に、第５図に示す構成の情報記録媒体を用いて、記録
再生実験を行った例について述べる。 直径１３ｃｍ、厚さ１．２間のディスク状ポリカーボネ
ート基板上にＳｂ、Ｓｅ、／Ｂ　ｉ　／５ｂ２Ｓｅ、／
Ｂ　ｉ　／　Ｓｂ、　Ｓｅ３／　Ａ　Ｑを真空蒸着法に
より、順に積層した。ここで、５ｂ２Ｓｅ、層は入射側
透過層１０、中間透過層３．入射側と逆の側に設けた透
過層１１である。Ｂｉ層は第１吸収層２．第２吸収Ｍ４
である。Ａｆ１層は反射層１２である。第１吸収層と第
２吸収層、およびＡｆ１反射層の膜厚を。 それぞれ５層ｍ、、１０ｎｍ、６０ｎｍと一定にして、
エネルギービームの吸収が、主に第１吸収層で起こるタ
イプ（ディスクＡ）と、主に第２吸収層で起こるタイプ
（ディスクＢ）の２つの情報記録媒体を作製した。ディ
スクＡとディスクＢの設計は、実施例１と実施例２で述
べたように、３カ所のＳ　ｂ２Ｓ　ｅ、層の膜厚を調節
することによって行った。 記録膜内でのエネルギービームの吸収率の分布を、第６
図（１）と第６図（２）に示す。ここで。 波長８３０ｎｍのレーザ光をエネルギービームとして用
いた。エネルギービームは基板側から照射した。 ディスクＡとディスクＢの記録再生特性評価は。 光ディスク評価′！Ａ置（レーザ波長８３０ｎｍ、レン
ズＮＡ＝０．５５）を用いて行った。線速度は７．７ｍ
／ｓに設定した。 まず、再生信号の記録パワー依存性を調べた。 第７図に、ディスクＡとディスクＢの再生信号波形の記
録レーザパワー依存性を示す。第７図の横軸は時間、第
７図の縦軸は再生信号の電圧である。 すなわち、ここでは、記録媒体からの反射率を電圧に変
換して示した。再生レーザ光が記録ピット部を通過する
とき２反射率変化がａ察されるので。 第７図に示すような再生波形が得られる。 記録レーザ光のパルス幅は０．５μｓ、記録ピット周期
は２．０μｓ（周波数０　、５　Ｍ　Ｈｚ　）である。 再生レーザ光のパワーは０．８ｍＷとした。 第７図に示すように、記録レーザパワーの低い条件では
、ディスクＡでは下向きの再生信号波形。 反対に、ディスクＢでは上向きの再生信号波形が得られ
た。 記録レーザパワーを上げていくと、ディスクＡでは、８
．０ｍＷで、はじめの下向きの再生パル大波形が細くな
り、上向きの再生波形が現れはじめる。さらに記録パワ
ーを上げると、下向きと上向きの再生波形を組合せた微
分型の再生波形となる。同様にディスクＢでは、１２．
０ｍＷで、下向きの再生波形が現れはじめ、ｍ分型の再
生波形となる。一つの再生パルスの長さは変化がなく。 そのパルス内で信号電圧の反転が起こっている。 第８図に、再生信号レベルの記録レーザパワー依存性を
示す。第８図（１）に示すように、再生信号のレベルを
、未記録部分の再生レベル１３゜低記録パワーで得られ
る再生レベル１４．高記録パワーで得られる再生レベル
１５をそれぞれ定義する。第８図（２）と（３）に示す
ように、かなり広い記録パワーの範囲で、再生レベル１
４と再生レベル１５が現れる。 第９図に、再生信号のレベルの記録レーザパルス幅依存
性を示す。第８図（１）で定義した再生レベル１３，１
４，１５で示した。第９図では記録レーザパワーを１６
ｍＷと一定にし、その他の記録条件は第８図と同じ条件
を用いた。第９図（１）と（２）に示すように、記録レ
ーザ光のパルス幅を変えても７図８の記録パワーを変え
たときと同様の再生レベルが得られることがわかる。 第７図と第８図、および第９図は、ディスクＡ。 ディスクＢ共に、レーザ光のパワーあるいはパルス幅を
変調させて記録を行うことによって、３値情報の記録再
生が可能であることを示している。 また、この実験では、再生レベルは記録ピットの反射率
の大きさに対応する。したがって、第７図と第８図、お
よび第９図から、ディスクＡとディスクＢで、記録を行
ったときの反射率変化の方向が全く逆であることがわか
る。これは、記録ピットに、記録膜表面の反射率変化だ
けでなく２位相の変化が生じ、再生レーザ光の多重干渉
効果が生じていることを示す結果である。 このように２位相の変化が生じた記録ピットを用いて記
録を行った場合、記録ピットの直径が再生レーザビーム
の直径より小さい場合にも、記録ピット内からの反射ビ
ームと、記録ピット外からの反射ビームが干渉するので
、大きな信号変調度が得られる。 （実施例４） 次に、多値情報の記録と再生を行う方法について具体的
に述べる。 多値情報の記録は、エネルギービームのパワーの異なる
値を用いて行うことができる。すなわちパワーを変調し
て行う。例えば、実施例３の記録媒体を用いて、３値記
録を行う場合、照射するレーザビームのパルス幅を５０
０ｎｓと一定にして。 パワーを、Ｏを記録するときは２ｍＷ、ｌを記録すると
きは８ｍＷ、２を記録するときは１６ｍＷ。 とすればよい。 また、多値情報の記録は、エネルギービームのパルス波
形の異なる形状を用いて行うことができる。例えば、パ
ルス幅を変調して行う。実施例４の記録媒体を用いて、
３値記録を行う場合、照射するレーザビームのパワーを
１６ｍＷと一定にして、パルス幅を、０を記録するとき
は５０ｎｓ。 １を記録するときは２００ｎ　ｓ、２を記録するときは
５ＱＱｎ　ｓ、とすればよい。 また、パルス波形の異なる形状としては、第１０図の１
６．１７．１８．１９に示すように。 パワーレベルがＶｏとＶ工の間を時間的に変化するよう
な、異なるパルス波形を用いても同様に記録できる。 多値情報の再生は、再生信号のレベルの異なる値を用い
て行うことができる。すなわち、あらかじめ再生信号の
レベルをいくつかの範囲に分けておき、所定のタイミン
グで再生信号のレベルがどの範囲にあるかを調べる。例
えば、実施例３のディスクＡを用いて、３値の再生を行
う場合、再生信号レベルが、６０ｍＶより大きく、かつ
１００ｍＶより小さい場合は０．６０ｍＶより小さく、
かつ１００ｍＶより大きなレベルがない場合は１，１０
０ｍＶより大きいレベルがある場合１よ２．とすればよ
い。 また、多値情報の再生は、再生信号の異なる波形を用い
て行うことができる。すなわち、あらかじめ再生信号の
波形をいくつかの型に分けたおき。 所定のタイミングで再生信号のレベルを調べ、再生波形
がどの型であるかを調べる。実施例３のディスクＡを用
いて、３値の再生を行う場合、再生信号レベルが所定の
時間内に、変化しなければＯ２低いレベルにだけ変化す
れば１．低いレベルから高いレベルに変化すれば２．と
すればよい。 また、再生波形の異なる形状としては、第１１図の２０
．２１．．２２．２３に示すように９時間的に再生信号
レベルがｖｏ。ｔ　ｖｘｔｐ　Ｖ１２ｔ　ｖ＊ｙの４つ
のレベルの間を時間的に変化するような波形であっても
同様に再生できる。 以上は、主に３値の記録再生の方法について述べたが、
４値以上の記録再生であっても同様に可能である。 （実施例５） 次に、実施例４の記録再生を行う装置について述べる。 第１２図に示すように、バッファ２９．符号化回路３０
．レーザ郭動回路３１からなる記録再生装置を用いて、
実施例５の情報記録媒体３２に記録を行った。バッファ
２９は必ずしも設ける必要はないが２本実施例では設け
た。 送られてきた記録情報２８をまずバッファの中に保存し
２次に、バッファの中から、記録情報を順に符号化回路
に送る。ここで、記録情報は、Ｏと１で構成された４ビ
ツトの２値情報とする。符号化回路においては２表１の
（１）または（２）に示す変換テーブルをあらかじめ用
意しておき、４ビツト２値情報を、まず符号化回路の中
で０と１で構成された６ビツトの２値情報に変換する。 次に６ビツト２値情報を、Ｏと１と２で構成された３ビ
ツトの３値情報に変換した。 （２） 例えば９表１の（１〉変換テーブルを用いて、情報番号
１１の４ビツト２情報（１０１０）を記録する場合、ま
ず６ビツト２値情報（１００００１）に変換し９次に６
ビツト２値情報を２ビツトずつ。 １０→２，００→０．Ｏｌ→１と変換し、３ビツト３値
情報（２０１）とした。 続いて、３値の記録情報をレーザ駆動回路に送り、実施
例５で述べた方法で記録を行った。 すなわち、従来の２値記録では４ビツト必要であった記
録情報が、３ビツトで記録できた。これは、１．３倍の
高密度化ができたことを意味する次に、第１２図に示す
ように、タイミング取り出し回路３３．レベル判定回路
３４．複合化回路３５からなる記録再生装置を用いて、
実施例４の情報記録媒体３２の再生を行った。 まずタイミング取り出し回路で、ディスク上の数箇所に
設けたプリピットからの信号を用いて。 タイミングを取り出し、そのタイミングとレベル判定回
路を用いて実施例５で述べた再生方法で。 記録されていた３値の情報を読み取る。３値の情報は複
合化回路に送られ、ここで２値の情報に変換される。こ
のとき、先に述べた符号化回路と逆の変換を行う。 このように、符号化回路とレーザ駆動回路を備えた記録
再生装置を用いることにより、記録再生装置に送りこま
れてくる記録情報２８は、従来の機器で使用している２
値情報で良く、従来機器との接続が容易になる。また、
タイミング取り出し回路、レベル判定回路、複合化回路
を備えた記録再生装置から送り出される再生情報３６は
、従来の機器で使用している情報と同様の２値の情報と
なるので、従来機器との接続が容易になる。 また、符号化や複合化は、記録再生装置内で行うので、
記録再生装置で用いているトラッキング方式やフォーカ
シング方式等の他の手段にあわせて、符号化や複合化を
行うことができる。さらに。 ３値情報だけでなく２値情報も記録再生できる変換テー
ブルを別に備えておけば、従来の情報記録媒体の記録再
生も可能となるので、使い勝手が向上する。このとき、
従来の情報記録媒体との区別は、記録媒体上に設けられ
反射率の異なる部分からなるマークや、プリピットの情
報、あるいは未記録部分の反射率のチエツク等により、
情報の記録再生を始める前や情報記録媒体の記録再生装
置へのセット時に自動的に行うことが望ましい。 なお２表１（１）の変換テーブルを用いると。 ３ビツトの３値情報の１ビツトめは、必ず３値情報の１
か２で始まるため、再生信号のタイミングを見つけやす
いという利点がある。一方２表１（２）に示す変換テー
ブルを用いると、３ビツトの３値情報のいずれかに、３
値情報のＯが存在するため、再生時に、再生信号の基準
レベルを見つけやすいという利点がある。いずれも、再
生時のエラーを防ぐ効果がある。 また、上記以外にも、情報記録媒体や記録再生装置の記
録や再生の特性に適した。あるいは記録再生する情報の
種類に適した変換テーブルを選ぶことができる。変換テ
ーブルは９例えばＲＯＭなどの半導体メモリに記憶して
おくとよい。また。 上記従来例では説明のため、４ビツトの２値情報につい
て説明したが、１６ビツトや３２ビツトのようにできる
だけ多いビットを一括して変換する方が、記録密度を上
げる上で望ましい。例えば３２ビツトの２値情報１よ、
２１ビツトの３値情報とできるので、記録密度を（，５
２倍高くできる。 【発明の効果］ 以上詳細に説明したごとく２本発明の情報記録媒体は、
多値記録を行うことができるので、情報記録媒体の高記
録密度化と大容量化を行える効果がある。 さらに、情報の転送速度、すなわち、情報の記録および
読み出しの速度を上げる効果がある。 また１本発明の記録再生方法および装置は、レーザ光の
波長や、レンズの開口数を変える必要がないので、記録
再生装置を複雑にすることがなく。 極めて実用性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図１ｉ本発明の一実施例の情報記録媒体の積層構造
とを示す縦断面図と、吸収層でのエネルギー吸収の様子
を概念的に示す図、第２図は第１図の情報記録媒体の各
吸収層におけるエネルギー吸収率を、中間透過層膜厚に
対して示す図、第３図と第４図は、第１図の情報記録媒
体のエネルギービーム側と、エネルギービーム入射側と
逆の側のそれぞれに透過層を設けた場合の１反射率と各
吸収層におけるエネルギー吸収率を、透過層膜厚に対し
て示す図、第５図は本発明の一実施例の情報記録媒体の
積層構造を示す縦断面図、第６図は第５図の情報記録媒
体の各吸収層におけるエネルギー吸収率を、基板表面か
らの膜厚方向の距離に対して示す図、第７図は、第５図
に示す情報記録媒体の記録信号波形の記録レーザパワー
依存性を示す図、第８図は第５図に示す情報記録媒体に
おける再生信号レベルの記録レーザパワー依存性を示す
図、第９図は第５図に示す情報記録媒体における再生信
号レベルの記録レーザパルス幅依存性を示す図、第１０
図は本発明の一実施例の記録方法における記録レーザパ
ルス波形の組を示す図、第１１図は本発明の一実施例の
再生方法における再生波形の型の組を示す図、第１２図
は本発明の一実施例における記録再生装置を示す図であ
る。 １・・・基板、２・・・第１吸収層、３・・・中間透過
層。 ４・・・第２吸収層、５・・・第１吸収層の吸収率。 ６・・・第２吸収層の吸収率、９・・・記録膜の反射率
。 １０・・・入射側透過Ｊｌ！、１１・・・入射側と逆の
側に設けた透過層、１２・・・反射層。 １３．１４．１５・・・再生信号のレベル。 １６．１７，１８，１９・・・記録エネルギービーム波
形の型、２０，２１．．２２，２３・・・再生信号波形
の型、２４，２５，２６．２７・・・再生信号のレベル
検出を行うためのタイミング、２８・・・記録情報、３
６・・・再生情報。 名 ／ 図 鴛２ め ）７ 中間占−，！１層の投石 （５句） 図 革 ４Ｉ−図 、〉・、肖フイｌ’）’ｔａ’ｔｖ　　ブｉ＋＋　ｔ＝
　ｔＬ−・ｎ−ｓ　ａＡメみ４　月ｉ、４　（ｌγ）１
　）染 ｔ （Ｉ） ７′デスク局 （２）デヂ又りＢ 靭Ｕ膚ケー７縛４矛勾の馳−（ｈ−） 巧 図 （３） 首乙多凱Ｉ＼・ヮー （ｐｌＩｗ） ６乙４禾ハ０ワー （洲Ｗ） ρ５　　　／θ　　／、ダ　　２０ 書ど多ＬハトＬ　ス　史＃　　　（、ｕｓつ５ （２） 古乙４１駄ノずｌし　ス　Ｉハあ （〆す

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エネルギービームを照射することによって情報の記
   録再生を行う情報記録媒体において、該エネルギービー
   ムの焦点深度内の膜厚方向の異なる位置に、エネルギー
   ビーム吸収層を２層以上設け、該エネルギービーム吸収
   層のそれぞれの吸収に応じて情報を記録するよう構成し
   たことを特徴とする情報記録媒体。 ２、エネルギービームを照射することによって情報の記
   録再生を行う情報記録媒体において、該エネルギービー
   ムの焦点深度内の膜厚方向の異なる位置に、エネルギー
   ビーム吸収層を２層以上設け、それぞれの該エネルギー
   ビーム吸収層と該エネルギービーム吸収層との間にエネ
   ルギービーム透過層を設けることを特徴とする情報記録
   媒体。 ３、該エネルギービームの入射側か、あるいは該エネル
   ギービームの入射側と逆の側の少なくとも一方に、エネ
   ルギー透過層を設けることを特徴とする請求項２記載の
   情報記録媒体。 ４、エネルギー吸収率の異なる該エネルギー吸収層を隣
   りあうのように設けることを特徴とする請求項２記載の
   情報記録媒体。 ５、融点または結晶化温度の異なる複数の該エネルギー
   ビーム吸収層を設けることを特徴とする請求項２記載の
   情報記録媒体。 ６、該エネルギービームの入射側と逆の側に、エネルギ
   ービーム反射層を設けることを特徴とする請求項２記載
   の情報記録媒体。 ７、該エネルギービームの波長をλ、該エネルギービー
   ム透過層の屈折率をｎとしたとき、該エネルギービーム
   透過層の厚さｄを、λ／（４ｎ）≦ｄ≦２λ／ｎとする
   ことを特徴とする請求項２記載の情報記録媒体。 ８、エネルギービーム吸収層を２層以上設け、それぞれ
   の該エネルギービーム吸収層と該エネルギービーム吸収
   層との間にエネルギービーム透過層を設けた情報記録媒
   体に、エネルギービームを照射することによって情報の
   記録と再生を行う方法において、該エネルギービームの
   パワーの異なる値、あるいはパルス波形の異なる形状の
   少なくとも一方に対応させて、情報の記録を行うことを
   特長とする情報の記録再生方法。 ９、記録膜の膜厚方向の異なる位置に、変化を生じさせ
   ることを特長とする請求項８記載の情報の記録再生方法
   。 １０、記録膜の異なる変化を生じさせることを特長とす
   る請求項８記載の情報の記録再生方法。 １１、再生信号のとりうるレベルを３つ以上の異なる範
   囲に分け、該再生信号範囲のそれぞれに３つ以上の異な
   る情報の値を対応させて情報の再生を行うことを特長と
   する請求項８記載の情報の記録再生方法。 １２、再生信号のとりうる信号波形を３つ以上の異なる
   型に分け、該再生信号波形の型のそれぞれに３つ以上の
   異なる情報の値を対応させて情報の再生を行うことを特
   長とする請求項８記載の情報の記録再生方法。 １３、エネルギービーム吸収層を２層以上設け、それぞ
   れの該エネルギービーム吸収層と該エネルギービーム吸
   収層との間にエネルギービーム透過層を設けた情報記録
   媒体に、エネルギービームを照射することによって情報
   の記録と再生を行う装置において、情報を記録信号に符
   号化する手段と、照射エネルギービームを駆動する手段
   を備えたことを特徴とする情報の記録再生装置。 １４、再生信号のレベル判定を行う手段と、再生信号の
   レベル判定のためのタイミングを発生する手段と、再生
   信号を複合化する手段を備えたことを特徴とする請求項
   １３記載の情報の記録再生装置。